羅布麻、胡楊P5CS基因的克隆及其功能初步分析.pdf

1、干旱脅迫極大影響著植物的生理生化反應,嚴重制約著農、林、牧業(yè)的產量和種植面積,對我國農牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展和糧食安全構成嚴峻挑戰(zhàn).在干旱脅迫條件下,植物主要通過滲透調節(jié)抵抗逆境,脯氨酸是分布最廣的植物內源滲透調節(jié)物質之一.二氫吡咯-5-羧酸合成酶(△<'1>-pyrroline-5-carboxylate synthetase,P5CS)作為谷氨酸途徑中的關鍵酶,催化谷氨酸合成P5C,是合成脯氨酸過程的限速酶.而沙生植物生長在極端干旱的環(huán)境中

2、,具有很強的抗旱、耐鹽堿、防風、固沙、改良土壤等能力.生長于新疆羅布泊沙漠附近的羅布麻(Apocynum veneturnL)、胡楊(Populus euphratica Oliv),能夠合成并積累大量的滲透脅迫調節(jié)物質,對干旱脅迫具有極強的耐受能力.因此,本研究以羅布麻、胡楊及甘草為研究材料,從中分離克隆新的P5CS基因,以期為P5CS基因在協(xié)助植物抵抗逆境方面的研究提供一定的理論依據,為培育具有穩(wěn)定抗旱耐早性的轉P5CS基因的農作物

3、、林木及牧草新品系奠定基礎.主要研究結果如下: 1.針對沙生植物的特點,改進其RNA提取方法,利用同源克隆的方法克隆了羅布麻、胡楊P5CS基因的同源片段. 2.根據獲得的羅布麻和胡楊P5CS基因同源片段設計特異引物,利用RACE技術克隆了羅布麻及胡楊的P5CS基因cDNA全長序列,并命名為Avp5cs和Pep5cs.經序列比對分析表明,Avp5cs基因的核酸序列與番茄(SLU60267)Solanum.lycopersi

4、cum、彩色獼猴桃(ADU92286)Actidiadeliciosa、桐花樹(DQ431113).Aegiceras corniculatum,大豆(AY492005)Glycine max,蒺藜狀苜蓿(AJ278818)Medicago truncatula的P5CS基因同源性達到75.40﹪;Pep5cs基因的核酸序列與歐洲葡萄(AJ005686)Vitis.vinifera、烏投葉豇豆(VIRPYRR)Vigna aooniti

5、folia、大豆(AY492005)G max、番茄(SL,U60267)S.lycopersicum的PSCS基因同源性達到77.63﹪. 3.根據羅布麻及胡楊P5CS基因的特點,利用pBI121載體構建了植物表達載體p-Avp5cs和p-Pep5cs,轉化煙草:經kan抗性篩選及PCR,RT-PCR檢測獲得了7株轉Avp5cs基因的煙草陽性植株. 4.通過繪制脯氨酸含量標準曲線獲得線性回歸方程,利用分光光度法測量植物